樹(shù)突狀細(xì)胞與角膜移植免疫耐受

【摘要】樹(shù)突狀細(xì)胞是專職的抗原提呈的細(xì)胞，其功能受發(fā)育階段的影響，在移植免疫中起關(guān)鍵作用。既能激活T細(xì)胞參與排斥反應(yīng);也能在誘導(dǎo)免疫耐受方面發(fā)揮重要的作用，尤其在器官移植領(lǐng)域中。本文就樹(shù)突狀細(xì)胞功能作用與誘導(dǎo)角膜移植免疫耐受的關(guān)系進(jìn)行綜述。

【關(guān)鍵詞】樹(shù)突狀細(xì)胞;角膜移植;免疫耐受

【中圖分類號(hào)】R779.65【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1007-8517(2010)12-086-2

角膜移植術(shù)是用健康透明的角膜替代病變混濁角膜的手術(shù)，目的主要在于恢復(fù)患眼視力或治療某些難治性角膜病變，有時(shí)也為了先改善患眼的角膜基地條件或改變患眼的屈光或美容而行此手術(shù)。早在18世紀(jì)，就有了角膜移植的設(shè)想，但其發(fā)展很慢。兩百多年來(lái)隨著免疫學(xué)、藥理學(xué)、分子生物學(xué)、遺傳學(xué)等學(xué)科的發(fā)展和顯微手術(shù)器械及技術(shù)的進(jìn)步，角膜移植術(shù)才有了飛躍性發(fā)展。然而穿透性角膜移植仍然是治療角膜盲的主要手段，同種異體免疫排斥反應(yīng)仍是角膜移植失敗的主要原因。

目前臨床使用的各種免疫抑制劑主要通過(guò)作用于T淋巴細(xì)胞達(dá)到抑制免疫排斥反應(yīng)的目的，但長(zhǎng)期用藥費(fèi)用昂貴，且為非特異性免疫抑制。當(dāng)免疫抑制不足時(shí)就會(huì)發(fā)生排除反應(yīng)，而抑制過(guò)強(qiáng)易誘發(fā)感染或腫瘤，并且阻斷受體形成免疫耐受。免疫耐受是指受體在無(wú)免疫抑制狀態(tài)下，不能啟動(dòng)針對(duì)外源性抗原的免疫應(yīng)答，其特征包括對(duì)特定抗原長(zhǎng)期不發(fā)生免疫反應(yīng)，對(duì)其他抗原可發(fā)生正常的免疫反應(yīng)性。

角膜移植的最終目標(biāo)是非藥物控制的角膜植片長(zhǎng)期存活。近二十年來(lái)，有關(guān)角膜組織的免疫特性，排斥反應(yīng)發(fā)生機(jī)制及誘導(dǎo)免疫耐受方面有了長(zhǎng)足進(jìn)展。而樹(shù)突狀細(xì)胞作為一類專職抗原呈遞細(xì)胞在誘發(fā)免疫反應(yīng)及免疫耐受的形成中起著重要的作用，被廣泛應(yīng)用于腫瘤及器官移植中。本文就樹(shù)突狀細(xì)胞與誘導(dǎo)角膜移植后的免疫耐受形成關(guān)系進(jìn)行初步討論。

1角膜的免疫特性

與其他系統(tǒng)的器官移植相比，角膜組織缺乏血管和淋巴管，可阻止植片抗原進(jìn)入宿主局部淋巴組織，使得角膜移植不易發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，這種低易感性成為角膜組織的免疫赦免特性。近來(lái)發(fā)現(xiàn)，前房相關(guān)性免疫偏離(ACAID)與角膜移植免疫密切相關(guān)，其免疫反應(yīng)的特點(diǎn)是遲發(fā)型超敏反應(yīng)和同種異體排斥反應(yīng)受到抑制的同時(shí)保持著正常的體液免疫和細(xì)胞毒性T細(xì)胞反應(yīng)，是眼免疫赦免的中心部分。正常情況下角膜中央無(wú)LC，只在角膜周邊部和角膜緣區(qū)域有大量的郎格罕細(xì)胞(LC)、T細(xì)胞、B細(xì)胞、樹(shù)突狀細(xì)胞(DC)。LC是主要的抗原遞呈細(xì)胞，且能表達(dá)HLA-Ⅱ類抗原(HLA-DR)。這些免疫效應(yīng)細(xì)胞在炎癥情況下可大量增殖活化，由周邊向中央移行，并產(chǎn)生抗體和釋放細(xì)胞因子，在角膜移植排斥反應(yīng)中起重要作用。Dana MR等證明在正常角膜上皮存在并表達(dá)CD11c+ CD11b+的樹(shù)突狀細(xì)胞，并證明這些樹(shù)突狀細(xì)胞與傳統(tǒng)的上皮LC極為相似。在炎癥狀態(tài)下和角膜移植早期(24小時(shí)內(nèi))，不但角膜緣部大量的抗原提呈細(xì)胞募集到角膜，而且角膜固有的抗原提呈細(xì)胞也明顯上調(diào)MHC Ⅱ類分子CD80、CD86的表達(dá)。

2角膜移植排斥反應(yīng)發(fā)生的機(jī)制

角膜移植免疫排斥反應(yīng)的發(fā)生一般包括宿主對(duì)異體組織抗原的致敏和宿主對(duì)異體組織抗原的反應(yīng)兩方面。免疫致敏過(guò)程包括抗原呈遞、T細(xì)胞活化和淋巴因子的釋放。供體表達(dá)的抗原包括MHC-Ⅰ和MHC-Ⅱ類抗原。角膜移植術(shù)后，這些供體來(lái)源的抗原可被受體的抗原呈遞細(xì)胞處理，進(jìn)一步呈遞給受體的免疫系統(tǒng)，受體的CD8+ T細(xì)胞識(shí)別供體細(xì)胞表面的MHC-Ⅰ類抗原，受體的CD4+ T細(xì)胞識(shí)別MHC-Ⅱ類抗原。另一方面，免疫效應(yīng)的傳出階段主要是指激活的T細(xì)胞通過(guò)淋巴管抵達(dá)角膜植床，攻擊并破壞攜帶外來(lái)抗原的植片。最終導(dǎo)致角膜水腫、混濁和前房?jī)?nèi)炎癥等角膜排斥反應(yīng)。此時(shí)對(duì)植片的破壞過(guò)程起作用的是CD4+ T細(xì)胞。

3樹(shù)突狀細(xì)胞與角膜移植的關(guān)系

3.1樹(shù)突狀細(xì)胞的生物學(xué)特性

DC的概念始于1972年，Steinman于1973年首次在小鼠脾的淋巴結(jié)中分離出來(lái)，因細(xì)胞表面具有偽足樣或樹(shù)枝狀突起而得名。DC作為T細(xì)胞是抗原特異性活化的最有活力的抗原遞呈細(xì)胞，在整個(gè)掌管免疫系統(tǒng)的細(xì)胞中發(fā)揮著中心的作用。主要分為兩類:髓系DC(BDC)和淋巴系DC(LDC)。MDC來(lái)源于骨髓CD34+造血前體細(xì)胞，其發(fā)育和分化受間質(zhì)生長(zhǎng)因子或直接與骨髓間質(zhì)細(xì)胞接觸來(lái)調(diào)控。

3.2樹(shù)突狀細(xì)胞的成熟與功能

樹(shù)突狀細(xì)胞誘導(dǎo)免疫反應(yīng)或耐受的能力與其功能成熟狀態(tài)密切相關(guān)。imDC表達(dá)CD14、CD1a和CD32、巨噬細(xì)胞集落刺激因子受體、甘露糖受體、趨化因子受體，具有極強(qiáng)的抗原內(nèi)吞和加工處理能力，但低表達(dá)MHC-Ⅱ類分子、B7分子，低表達(dá)協(xié)同刺激分子CD80和CD86。混合淋巴細(xì)胞培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，imDC能夠誘導(dǎo)同種異體淋巴細(xì)胞低反應(yīng)，觸發(fā)T細(xì)胞凋亡介導(dǎo)免疫耐受。在一項(xiàng)視網(wǎng)膜移植的動(dòng)物模型中，實(shí)驗(yàn)組移植了用含imDC培養(yǎng)的視網(wǎng)膜胚胎細(xì)胞，其免疫耐受明顯高于對(duì)照組。成熟的樹(shù)突狀細(xì)胞體外激發(fā)同種異體淋巴細(xì)胞反應(yīng)能力很強(qiáng)但吞噬能力顯著降低能，能夠提呈抗原刺激Thl細(xì)胞反應(yīng)，是導(dǎo)致移植排斥反應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

3.3樹(shù)突狀細(xì)胞誘導(dǎo)角膜免疫耐受的機(jī)制

國(guó)內(nèi)外學(xué)者大量研究發(fā)現(xiàn)，在同種異體小鼠的心臟、腎臟、肝臟、小腸、皮膚、骨髓移植時(shí)，輸注imDC能夠減弱移植排斥反應(yīng)，證實(shí)了利用imDC防治移植物排斥反應(yīng)的可行性。利用DC的這些功能特點(diǎn)，在角膜移植前，將來(lái)自供體或負(fù)載供體抗原的受體imDC輸入受體體內(nèi)，可以誘導(dǎo)供體抗原特異性的移植免疫耐受，從而延長(zhǎng)移植物生存時(shí)間。DC的免疫耐受作用主要表現(xiàn)在對(duì)T細(xì)胞的誘導(dǎo)耐受，歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面。

3.3.1誘導(dǎo)T淋巴細(xì)胞無(wú)能無(wú)能狀態(tài)是指抗原特異性T細(xì)胞對(duì)DC呈遞的抗原呈低反應(yīng)性，不行使效應(yīng)者的作用，致機(jī)體免疫系統(tǒng)對(duì)該抗原不產(chǎn)生有效的免疫應(yīng)答。DC激活T細(xì)胞產(chǎn)生特異性免疫應(yīng)答需要雙信號(hào)，第一信號(hào)主要來(lái)自T細(xì)胞表面的T細(xì)胞受體(TCR)與DC表面MHC分子一抗原肽復(fù)合物的特異性結(jié)合;第二信號(hào)主要由DC表面和T細(xì)胞表面黏附分子對(duì)的相互作用所提供。第一信號(hào)和第二信號(hào)聯(lián)合使T細(xì)胞活化，啟動(dòng)機(jī)體免疫應(yīng)答。而imDC表面只表達(dá)第一信號(hào)(MHCⅠ類分子)，不表達(dá)第二信號(hào)(CD40、B27等)，因此不能激活初始型T細(xì)胞。導(dǎo)致T細(xì)胞的無(wú)能或低反應(yīng)，從而誘導(dǎo)抗原特異性耐受。國(guó)內(nèi)學(xué)者朱振新和李元新報(bào)道了通過(guò)阻斷第二活化信號(hào)誘導(dǎo)免疫耐受的研究進(jìn)展。

3.3.2imDC介導(dǎo)T細(xì)胞克隆清除角膜內(nèi)皮和上皮細(xì)胞表面表達(dá)Fas，使進(jìn)入角膜內(nèi)的活化的T細(xì)胞凋亡，而角膜細(xì)胞本身免于殺傷。利用Fas/Fas介導(dǎo)細(xì)胞凋亡這一機(jī)制，可通過(guò)誘導(dǎo)移植物高表達(dá)FasL形成免疫耐受而延長(zhǎng)移植物的存活期。imDCs能表達(dá)抑制T細(xì)胞生長(zhǎng)或誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡的分子(如NO，F(xiàn)asL等)，使得imDCs具有破壞T細(xì)胞應(yīng)答的能力。

3.3.3通過(guò)誘導(dǎo)調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Treg)介導(dǎo)免疫耐受調(diào)節(jié)性T細(xì)胞是一類具有免疫抑制功能，專職對(duì)免疫應(yīng)答進(jìn)行控制的T細(xì)胞亞群。Treg可抑制mDC的成熟，而且還能觸發(fā)DC分泌高水平IL-10，使其表達(dá)B7-H分子，發(fā)揮對(duì)效應(yīng)性T細(xì)胞的抑制作用。由imDC誘導(dǎo)的Treg細(xì)胞主要包括CD25+ CD4+ Treg細(xì)胞、CD4+ Treg細(xì)胞、CD8+ Treg細(xì)胞。誘導(dǎo)同種異體Treg細(xì)胞大量增殖的同時(shí)，Treg細(xì)胞又可作用于imDC，阻斷CD80、CD86共刺激分子的表達(dá)，介導(dǎo)移植免疫耐受。

4問(wèn)題與展望

在器官移植領(lǐng)域，imDC臨床應(yīng)用的前景非常廣闊，諸多研究已證實(shí)無(wú)論是以DC為基礎(chǔ)的細(xì)胞治療，還是以DC為調(diào)控對(duì)象的治療均可誘導(dǎo)抑制免疫耐受。如對(duì)移植物進(jìn)行預(yù)處理，清除移植物中的DC及預(yù)存抗體;或?qū)κ苷哳A(yù)處理降低體內(nèi)T細(xì)胞活性等。尤其是基因修飾的imDC，即避免了全身用藥的不良反應(yīng)，又能夠誘導(dǎo)特異性免疫耐受，防治移植排斥反應(yīng)。但有些學(xué)者研究文獻(xiàn)報(bào)道imDC誘導(dǎo)耐受不一。Zhang等報(bào)道，IL-10培養(yǎng)的imDC經(jīng)靜脈途徑輸入受體體內(nèi)不能延長(zhǎng)心臟移植小鼠的存活時(shí)間，而經(jīng)門靜脈途徑注射同樣的imDC則可顯著延長(zhǎng)小鼠的存活時(shí)間。由于目前基因工程技術(shù)的應(yīng)用尚處于起步階段，經(jīng)基因修飾的imDC輸入機(jī)體后，imDC在體內(nèi)是如何維持耐受狀態(tài)的，可以維持多久;目的基因表達(dá)不穩(wěn)定，以及對(duì)宿主的安全性等問(wèn)題，有待進(jìn)一步研究。但隨著移植免疫學(xué)和基因治療學(xué)研究的不斷深入，基因修飾imDC誘導(dǎo)移植免疫耐受，防治移植排斥反應(yīng)的臨床應(yīng)用終將成為現(xiàn)實(shí)。完善現(xiàn)有的或?qū)ふ倚碌呐囵B(yǎng)DC的方法或?qū)ふ倚碌母深A(yù)靶點(diǎn)以獲得更加穩(wěn)定的imDC是進(jìn)一步研究的方向之一。作為重要的免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞，DC無(wú)疑將會(huì)在免疫治療中發(fā)揮重要的作用并將有光明的應(yīng)用前景。

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